一空氣流量計(jì)AFM功用類型09課件

功用：

檢測(cè)吸入空氣量的多少，并把檢測(cè)結(jié)果轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。類型：●葉片式空氣流量計(jì)；●熱線式空氣流量計(jì)；●熱膜式空氣流量計(jì)；●卡門旋渦式空氣流量計(jì)

空氣流量計(jì)安裝在空氣濾清器和節(jié)氣門之間的進(jìn)氣管路上。一、空氣流量計(jì)AFM（1）構(gòu)造：1、葉片式空氣流量計(jì)：

葉片部分結(jié)構(gòu)：1、葉片式空氣流量計(jì)：

電位計(jì)部分結(jié)構(gòu)：1、葉片式空氣流量計(jì)：（2）工作原理：

進(jìn)氣氣流推動(dòng)葉片轉(zhuǎn)動(dòng)→電位計(jì)滑臂轉(zhuǎn)動(dòng)→電阻值變化→電壓US變化。當(dāng)進(jìn)氣壓力與測(cè)量葉片回位彈簧的彈力平衡時(shí)，測(cè)量葉片和電位計(jì)滑臂即停在某一位置，US有一個(gè)相應(yīng)的固定值。此值輸送給ECU，以確定進(jìn)氣量。1、葉片式空氣流量計(jì)：（3）檢測(cè)：

VC--E2、VS--E2、THA--E2的電阻應(yīng)符合原車標(biāo)準(zhǔn)，否則應(yīng)更換空氣流量計(jì)。也可在發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)，檢查電源電壓和信號(hào)電壓，以確定空氣流量計(jì)是否正常。1、葉片式空氣流量計(jì)：（1）構(gòu)造：2、熱線式空氣流量計(jì)：（2）工作原理：

RA、RB、RH、RK組成惠斯登電橋電路?？諝饬鬟^(guò)RH→RH溫度降低→RH電阻值減小→電橋失去平衡→控制電路增大流經(jīng)RH的電流以恢復(fù)RH的阻值，使電橋重新平衡→RA兩端的電壓增大，此電壓即為熱線式空氣流量計(jì)的傳感信號(hào)。2、熱線式空氣流量計(jì)：（3）熱線式空氣流量計(jì)的自潔功能：

發(fā)動(dòng)機(jī)停機(jī)后，微電腦集中控制裝置將熱線自動(dòng)加熱到約1000℃

，燒掉附著在熱線上的灰塵。（4）檢測(cè)：

拆下空氣流量計(jì)，將蓄電池電壓接到D、E端子，測(cè)量B和D之間的電壓；向空氣流量計(jì)吹風(fēng)，同時(shí)測(cè)量B和D之間的電壓。2、熱線式空氣流量計(jì)：（1）構(gòu)造及工作原理：3、熱膜式空氣流量計(jì)：與熱線式類似，都是用惠斯通電橋工作的。不同的是：熱膜式不使用鉑絲作為熱線，而是將熱線電阻、溫度補(bǔ)償電阻、橋路電阻用厚膜工藝制作在同一陶瓷基片上構(gòu)成的。3、熱膜式空氣流量計(jì)：

卡爾曼渦流：

在流體中放置一個(gè)圓柱狀或三角狀物體時(shí)，在這一物體的下游就會(huì)產(chǎn)生兩列旋轉(zhuǎn)方向相反，并交替出現(xiàn)的旋渦。4、卡爾曼渦流式空氣流量計(jì)：

產(chǎn)生渦流的柱狀物體叫渦流發(fā)生器。當(dāng)其尺寸一定時(shí)，渦流發(fā)生的頻率與流速成正比，即根據(jù)渦流的頻率可計(jì)算出流體的流速。當(dāng)進(jìn)氣管的尺寸一定時(shí)，便可計(jì)算出流體的流量。在汽車空氣流量計(jì)中測(cè)量渦流頻率的方法有兩種：光電式和超聲波式。4、卡爾曼渦流式空氣流量計(jì)：

（1）光電式空氣流量計(jì)：結(jié)構(gòu)：4、卡爾曼渦流式空氣流量計(jì)：

（1）光電式空氣流量計(jì)：結(jié)構(gòu)：

渦流發(fā)生器、整流柵、發(fā)光二極管、光敏晶體管、反射鏡。發(fā)光二極管、光敏晶體管、反射鏡構(gòu)成了渦流頻率的檢測(cè)器。

4、卡爾曼渦流式空氣流量計(jì)：

工作原理：

空氣流過(guò)渦流發(fā)生器時(shí)，在其后面產(chǎn)生卡爾曼渦流。這時(shí)，渦流發(fā)生器兩側(cè)的壓力會(huì)發(fā)生變化，通過(guò)導(dǎo)壓孔將壓力的變化引向反射鏡表面，使反射鏡的振動(dòng)頻率等于渦流的頻率。當(dāng)發(fā)光二極管產(chǎn)生的光線經(jīng)反射鏡反射到光敏晶體管上時(shí)，光敏晶體管導(dǎo)通；當(dāng)光線不能反射到光敏晶體管上時(shí)，光敏晶體管截止。光敏晶體管導(dǎo)通與截止的頻率與反射鏡振動(dòng)的頻率成正比，同樣與渦流的頻率成正比。通過(guò)光敏晶體管可以檢測(cè)到卡爾曼渦流的頻率，傳感器的信號(hào)處理電路將此頻率信號(hào)轉(zhuǎn)換成方波信號(hào)輸入微電腦，據(jù)此計(jì)算出空氣量。

4、卡爾曼渦流式空氣流量計(jì)：

（2）超聲波式空氣流量計(jì)：結(jié)構(gòu)：

渦流發(fā)生器、渦流穩(wěn)定板、超聲波發(fā)生器、超聲波接收器、集成控制電路、進(jìn)氣溫度傳感器、大氣壓力感器。超聲波發(fā)生器、超聲波接收器、集成控制電路用于檢測(cè)卡爾曼渦流的頻率。

4、卡爾曼渦流式空氣流量計(jì)：結(jié)構(gòu)：4、卡爾曼渦流式空氣流量計(jì)：1-大氣壓力傳感器；2-集成控制電路；3-渦流發(fā)生器；4-渦流穩(wěn)定板；5-渦流；6-超聲波接收器；7-主空氣道；8-旁通空氣道；9-進(jìn)氣溫度傳感器；10-超聲波發(fā)生器。

工作原理：

4、卡爾曼渦流式空氣流量計(jì)：

工作原理：

發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)，超聲波發(fā)生器就不斷地向超聲波接收器發(fā)出一定頻率的超聲波。與此同時(shí)，進(jìn)氣流通過(guò)渦流發(fā)生器，并在其后產(chǎn)生渦流。當(dāng)由發(fā)射器發(fā)射的超聲波通過(guò)進(jìn)氣流到達(dá)接收器時(shí)，由于渦流的影響，使接收器接收到超聲波信號(hào)的時(shí)間和時(shí)間差（相鄰波間的相位差）發(fā)生變化，且此變化與渦流頻率成正比。集成控制電路據(jù)此可計(jì)算出渦流的頻率。

4、卡爾曼渦流式空氣流量計(jì)：5、故障分析流量傳感器失效起動(dòng)困難，怠速不穩(wěn)，動(dòng)力下降、油耗過(guò)大流量信號(hào)錯(cuò)誤，ECU采用計(jì)數(shù)值。ECU根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、節(jié)氣門位置和進(jìn)氣溫度計(jì)算進(jìn)氣流量，進(jìn)氣流量計(jì)算值隨發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的增大而增大，隨節(jié)氣門開(kāi)度的增大而增大，隨進(jìn)氣溫度的增大而減小。(M3.8.2)流量信號(hào)錯(cuò)誤，ECU不采納，失效保護(hù)程序采用計(jì)數(shù)值。進(jìn)氣流量計(jì)算值隨發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的增大而增大.表2桑塔納AJR發(fā)動(dòng)機(jī)部分負(fù)荷轉(zhuǎn)速試驗(yàn)（中斷進(jìn)氣流量信號(hào)）發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速（n/min）1000150020002500300035004000進(jìn)氣流量計(jì)算值（g/s）9.813.315.316.316.917.016.8噴油脈寬（ms）9.528.587.566.465.524.844.16點(diǎn)火提前角（°）15.023.231.536.739.741.241.2

使用

優(yōu)點(diǎn)：進(jìn)氣阻力小；響應(yīng)速度快，測(cè)量準(zhǔn)確。

缺點(diǎn)：熱絲易壞，易污染。

自動(dòng)“燒凈”作用：起動(dòng)，怠速，提速至3000r/min，再怠速，關(guān)閉點(diǎn)火開(kāi)關(guān)；控制電路發(fā)出控制電流，使熱線升至1000℃，加熱1s。(熱機(jī)、一定轉(zhuǎn)速，熄火后自動(dòng)“燒凈”）應(yīng)用：廣泛，國(guó)產(chǎn)別克檢測(cè)（別克）§2-1空氣流量傳感器圖5-6發(fā)動(dòng)機(jī)熱線式空氣流量傳感器的控制電路電源搭鐵

信號(hào)§2-1空氣流量傳感器圖發(fā)動(dòng)機(jī)熱線式空氣流量傳感器的控制電路VΩF項(xiàng)目3空氣流量傳感器檢測(cè)（1）萬(wàn)用表檢測(cè)信號(hào)線：拔下連接器，點(diǎn)火開(kāi)關(guān)ON，測(cè)量插頭A與搭鐵間的電壓，應(yīng)為5V；插好連接器，起動(dòng)，測(cè)量A與搭鐵間的信號(hào)頻率，頻率應(yīng)隨進(jìn)氣流量的增大而增大。怠速時(shí)，頻率為2.3KHz；轉(zhuǎn)速為2500rpm時(shí)，頻率為4.2KHz；全負(fù)荷時(shí)，頻率為8.0KHz。（否則，線路、傳感器、ECU故障）搭鐵線：拔下連接器，點(diǎn)火開(kāi)關(guān)OFF，測(cè)量插頭B與搭鐵間的電阻，應(yīng)為0Ω。電源線：拔下連接器，點(diǎn)火開(kāi)關(guān)ON，測(cè)量插頭C與搭鐵間的電壓，應(yīng)為12V。示波器檢測(cè)（信號(hào)）1）模擬信號(hào)輸出信號(hào)電壓隨進(jìn)氣流量的增大而增大。通常熱線（熱膜）式空氣流量傳感器輸出信號(hào)電壓范圍是從怠速時(shí)超過(guò)0.2V變至節(jié)氣門全開(kāi)時(shí)超過(guò)4V，當(dāng)急減速時(shí)輸出信號(hào)電壓應(yīng)比怠速時(shí)的電壓稍低。2）數(shù)字信號(hào)輸出信號(hào)頻率隨進(jìn)氣流量的增大而增大。波形的幅值大多數(shù)應(yīng)滿5V，波形的形狀要適當(dāng)一致，矩形的拐角和垂直沿的一致性要好。檢測(cè)：桑塔納AJR發(fā)動(dòng)機(jī)熱膜式流量傳感器起動(dòng)、運(yùn)行12V起動(dòng)，運(yùn)行時(shí)5V

搭鐵

信號(hào)VVΩV檢測(cè)（同熱絲式）：桑塔納AJR發(fā)動(dòng)機(jī)熱膜式空氣流量傳感器發(fā)動(dòng)機(jī)怠速運(yùn)轉(zhuǎn)，讀測(cè)量數(shù)據(jù)塊顯示組02，檢查進(jìn)氣流量。標(biāo)準(zhǔn)值應(yīng)為2.0～4.0g/s。如果不在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)或者查詢到空氣質(zhì)量計(jì)有故障，應(yīng)檢查空氣質(zhì)量計(jì)及其電路。流量信號(hào)線：插好連接器，起動(dòng)，測(cè)量插頭5與搭鐵間的電壓，怠速時(shí)，為1.5V，并隨進(jìn)氣流量的增大而增大。搭鐵線：拔下連接器，點(diǎn)火開(kāi)關(guān)OFF，測(cè)量插頭3與搭鐵間的電阻，應(yīng)小于1Ω。電源線：拔下連接器，起動(dòng)，測(cè)量插頭2與搭鐵間的電壓，應(yīng)為12V；插頭4與搭鐵間的電壓，應(yīng)為5V..檢測(cè)（豐田凌志LS400）（1）萬(wàn)用表檢測(cè)信號(hào)線：插好連接器，點(diǎn)火開(kāi)關(guān)ON，測(cè)量接腳Ks與E2間的電壓，發(fā)動(dòng)機(jī)不起動(dòng)時(shí)應(yīng)為4.5V~5.5V；發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)應(yīng)為2V～4V，并隨進(jìn)氣流量的增大而增大。搭鐵線：拔下連接器，點(diǎn)火開(kāi)關(guān)OFF，測(cè)量插頭E2與搭鐵間的電阻，應(yīng)為0Ω。電源線：拔下連接器，點(diǎn)火開(kāi)關(guān)ON，測(cè)量插頭VＣ與搭鐵間的電壓，應(yīng)為5V。圖凌志LS400卡門漩渦式空氣流量傳感器的控制電路VVΩ（2）示波器檢測(cè)數(shù)字信號(hào)：輸出信號(hào)頻率隨進(jìn)氣流量增大而增大，占空比、脈沖寬度也改變。使用性能：計(jì)量比較準(zhǔn)確，成本低。燃油泵微動(dòng)開(kāi)關(guān)觸點(diǎn)：控制燃油泵。加速感知：加速加濃。應(yīng)用：德國(guó)BOSCH傳統(tǒng)L型燃油噴射系統(tǒng)、一些中檔車型豐田佳美、大霸王、馬自大MPV等。電源線：拔下連接器，點(diǎn)火開(kāi)關(guān)ON，測(cè)量插頭VＣ與搭鐵間的電壓，應(yīng)為5V，插頭FＣ與搭鐵間的電壓，應(yīng)為12V。傳感器靜態(tài)電阻：拔下連接器，點(diǎn)火開(kāi)關(guān)OFF，測(cè)量插座各接腳間的電阻。檢測(cè)（豐田PREVIA大霸王2TZ-FE發(fā)動(dòng)機(jī)）（1）萬(wàn)用表檢測(cè)信號(hào)線：插好連接器，點(diǎn)火開(kāi)關(guān)ON，測(cè)量各接腳間的電壓。搭鐵線：拔下連接器，點(diǎn)火開(kāi)關(guān)OFF，測(cè)量插頭E2、E1與搭鐵間的電阻，應(yīng)為0Ω。（2）示波器檢測(cè)模擬信號(hào)：輸出信號(hào)電壓隨進(jìn)氣流量的增大而增大怠速時(shí)輸出電壓約為lV，節(jié)氣門全開(kāi)時(shí)應(yīng)超過(guò)4V，急減速時(shí)輸出電壓并不是非?？斓鼗氐降∷匐妷?。在急加速時(shí)波形中的小尖峰是由于葉片過(guò)量擺動(dòng)造成的熱線式：雜波多。葉片式：在急加速時(shí)波形中的小尖峰。案例：進(jìn)氣流量傳感器臟污車型：桑塔納2000GSi型轎車，裝備AJR發(fā)動(dòng)機(jī)，采用博世M3.8.2電噴系統(tǒng)，1999年出廠。故障：發(fā)動(dòng)機(jī)急加速回火、行駛無(wú)力。檢查：檢查油路/點(diǎn)火系統(tǒng)/進(jìn)氣管道正常。檢查進(jìn)氣流量傳感器。用萬(wàn)用表檢測(cè)傳感器的2號(hào)電源端子，電壓為12V，正常。5號(hào)端子為信號(hào)電壓輸出端，正常時(shí)怠速應(yīng)為1.3V左右，急加速時(shí)應(yīng)為3.5～4.5V。檢測(cè)中發(fā)現(xiàn)急加速時(shí)為2.8V左右，顯、然傳感器的輸出信號(hào)電壓偏低。隨即拆下進(jìn)氣流量傳感器，檢查發(fā)現(xiàn)傳感器取樣管內(nèi)的熱膜金屬鉑（電阻）上有一些絮絲狀的雜物，用化油器清洗劑噴洗干凈后，裝復(fù)試車，發(fā)動(dòng)機(jī)不再回火，故障排除。分析：進(jìn)氣流量傳感器臟污，檢測(cè)不到流量的變化。信號(hào)偏低，混合氣偏稀。功用：

將進(jìn)氣歧管內(nèi)節(jié)氣門后方的進(jìn)氣壓力轉(zhuǎn)換成電信號(hào)并輸送給ECU。此信號(hào)間接反映發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣量。類型：（1）壓阻效應(yīng)式（2）電容式（3）電感式二、進(jìn)氣管絕對(duì)壓力傳感器MAP壓阻效應(yīng)：半導(dǎo)體材料在受到應(yīng)力作用后，其電阻發(fā)生變化的現(xiàn)象。優(yōu)點(diǎn)：靈敏度高、尺寸小、成本低、動(dòng)態(tài)響應(yīng)好、抗振性好，被廣泛應(yīng)用。1、壓阻效應(yīng)式：（1）結(jié)構(gòu)：1、壓阻效應(yīng)式：（1）結(jié)構(gòu)：

硅膜片、真空室、混合集成電路、真空管、電極引線等。

硅膜片為壓力轉(zhuǎn)換元件。硅膜片中部制成一個(gè)薄膜片，上面加工出四個(gè)阻值相等的應(yīng)變電阻片，并連接成惠斯通橋形電路。惠斯通橋形電路的輸出信號(hào)，再由混合集成電路輸送給ECU。1、壓阻效應(yīng)式：（2）工作原理：1、壓阻效應(yīng)式：

因?yàn)檫M(jìn)氣壓力隨進(jìn)氣流量的變化而變化。當(dāng)節(jié)氣門開(kāi)度增大時(shí)，進(jìn)氣流量增加，進(jìn)氣壓力升高，硅膜片變形量增大，輸出電壓U0值升高。反之，節(jié)氣門開(kāi)度減小時(shí)，進(jìn)氣量減少，進(jìn)氣壓力降低，硅膜片變形量減小，輸出電壓U0值降低。（2）工作原理：

當(dāng)接上點(diǎn)火開(kāi)關(guān)時(shí)，惠斯通橋形電路便加上電源電壓UCC。發(fā)動(dòng)機(jī)不工作時(shí)，惠斯通橋形電路中4個(gè)應(yīng)變電阻片的阻值相等，電橋平衡，電橋輸出電壓U0為零。發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)，硅膜片在進(jìn)氣歧管壓力作用下產(chǎn)生機(jī)械應(yīng)變，進(jìn)而產(chǎn)生應(yīng)力，使應(yīng)變電阻片的阻值發(fā)生變化，惠斯通橋形失去平衡，在電橋的輸出端即得到輸出電壓U01、壓阻效應(yīng)式：（3）電路方框圖：

1、壓阻效應(yīng)式：

ECU通過(guò)端子VC向傳感器提供穩(wěn)定的電源電壓，傳感器通過(guò)端子E2搭鐵，端子PIM為傳感器輸出信號(hào)端。（4）檢測(cè)：?

檢測(cè)電源電壓：將點(diǎn)火開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)至“ON”位置，檢查傳感器電源電壓（VC與E2之間）應(yīng)為5V。

?

檢測(cè)輸出信號(hào)電壓：拆開(kāi)傳感器與進(jìn)氣管連接的軟管，用手動(dòng)真空泵給傳感器施加真空度，測(cè)量傳感器輸出的信號(hào)電壓（PIM與E2之間），輸出信號(hào)電壓應(yīng)隨真空度增加（絕對(duì)壓力減?。┒陆?。

1、壓阻效應(yīng)式：

以空氣為介質(zhì)，用兩個(gè)金屬平板作為電極組成的平板電容器，就可構(gòu)成一個(gè)電容式傳感器。其電容量為：

C=εA/d式中：C——電容量；

ε——電介質(zhì)的介電常數(shù)；

A——兩金屬電極間相對(duì)有效面積；

d——兩金屬電極板間的距離。2、電容式：（1）構(gòu)造：2、電容式：動(dòng)片——彈性膜片；定片——金屬涂層；

動(dòng)片與兩個(gè)定片之間形成兩個(gè)串聯(lián)的電容。（2）工作原理：

發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)，進(jìn)氣壓力作用于彈性膜片上，使彈性膜片產(chǎn)生位移，與一個(gè)定片距離減小，而另一個(gè)定片距離增大；則電容量也就一個(gè)增加，另一個(gè)減小，從而把壓力的變化轉(zhuǎn)換成電容量的變化。

電容量的變化量再經(jīng)過(guò)測(cè)量電路轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)輸送給ECU，從而將進(jìn)氣歧管的壓力轉(zhuǎn)變成電信號(hào)。2、電容式：（3）測(cè)量電路：

2、電容式：

當(dāng)無(wú)進(jìn)氣壓力時(shí)，電橋處于平衡狀態(tài)，兩電容值相等且為C0，電橋輸出電壓為零。當(dāng)有壓力作用時(shí)，一個(gè)電容值增加，另一個(gè)電容值減少，則電橋失去平衡，電橋輸出電壓為USC。差動(dòng)變壓器原理：3、電感式：

感生線圈包括一個(gè)初級(jí)繞組和兩個(gè)次級(jí)繞組，兩個(gè)次級(jí)繞組連接成差動(dòng)形式。在初級(jí)繞組上加上交變電壓e1時(shí)，兩個(gè)次級(jí)繞組中感生出次級(jí)電壓，輸出端電壓e2等于兩個(gè)次級(jí)繞組的感應(yīng)電壓之差。（1）構(gòu)造：3、電感式：（2）工作原理：

發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)，傳感器膜盒外表面受到進(jìn)氣歧管壓力作用，膜盒帶動(dòng)鐵心位移，從而差動(dòng)變壓器便有與進(jìn)氣壓力成正比的電壓信號(hào)。此信號(hào)經(jīng)檢測(cè)、整形和放大后，作為傳感器輸出信號(hào)送至ECU。節(jié)氣門開(kāi)度增大，進(jìn)氣量增大，進(jìn)氣歧管壓力升高，膜盒收縮變形量增大，輸出信號(hào)電壓升高。反之，則降低。3、電感式：使用優(yōu)點(diǎn)：體積小，精度高，響應(yīng)性好，成本低。注意：安裝在壓力波動(dòng)小的部位。應(yīng)用：廣泛，豐田、通用、克